(57)【要約】【課題】  従来から使用されている絶縁基材（例えばガラス・エポキシ基材）を用いる場合であっても、高速信号の伝播を困難にすることなく、既存の回路基板製造用のインフラを利用して製造できる回路基板を提供する。【解決手段】  そのような回路基板１００は、シート状の繊維基材１０２およびそれに含浸された樹脂１０１を有して成る絶縁基材１１０であって、絶縁基材の一部分において、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない（１０４）ことを特徴とする絶縁基材を用いて製造できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の繊維基材およびそれに含浸された樹脂を有して成る絶縁基材であって、絶縁基材の一部分において、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しないことを特徴とする絶縁基材。
【請求項２】
繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分は、絶縁基材の貫通開口部としての空隙部により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁基材。
【請求項３】
繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分は、絶縁基材に含浸されていた樹脂が貫通開口部に充填されて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の絶縁基材。
【請求項４】
繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分は、絶縁基材に含浸されている樹脂と同じ樹脂のみで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁基材。
【請求項５】
繊維基材の比誘電率が、樹脂の比誘電率よりも高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁基材。
【請求項６】
繊維基材の比誘電率が、樹脂の比誘電率よりも低いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁基材。
絶縁基材。
【請求項７】
繊維基材の誘電正接が、樹脂の誘電正接よりも高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の絶縁基材。
【請求項８】
繊維基材の誘電正接が、樹脂の誘電正接よりも低い高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の絶縁基材。
【請求項９】
繊維基材がガラスクロスであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の絶縁基材。
【請求項１０】
樹脂がポリフェニレンエーテル樹脂またはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の絶縁基材。
【請求項１１】
繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分の形状が円筒状もしくは円錐台状であることを特徴する請求項１〜１０のいずれかに記載の絶縁基材。
【請求項１２】
繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分の、基材の厚さ方向に垂直な断面としての円の直径が２０μｍ〜１０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１１に記載の絶縁基材。
【請求項１３】
繊維基材を穴加工して開口部を形成し、その後、繊維基材に樹脂を含浸させることを特徴とする絶縁基材の製造方法。
【請求項１４】
絶縁基材は、請求項４およびそれに従属する請求項のいずれかに記載の絶縁基材である請求項１３に記載の絶縁基材の製造方法。
【請求項１５】
繊維基材に樹脂が含浸された絶縁基材およびその少なくとも一方の側に配置された配線層によって構成される回路基板であって、絶縁基材は、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分を有し、その部分の上に配線層の少なくとも一部分が配置されていることを特徴とする回路基板。
【請求項１６】
繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分上に配置された、配線層の少なくとも一部分は、信号伝送配線路、好ましくは１ＧＨｚ以上の信号を伝送する配線路であることを特徴とする請求項１５に記載の回路基板。
【請求項１７】
絶縁基材は、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分を複数有し、一方の側に配置された配線層がこれらの部分の上に配置された均一幅の配線路を有して成る請求項１５または１６に記載の回路基板。
【請求項１８】
均一幅の配線路がフィルタ機能を有し、誘電体フィルタである請求項１７に記載の回路基板。
【請求項１９】
繊維基材に半硬化状態の硬化性樹脂が含浸された絶縁基材を穴加工して貫通開口部を形成し、
次に、絶縁基材の少なくとも一方の側に金属層を配置し、
その後、絶縁基材および金属層を一体に熱圧着して樹脂を硬化させ、その際に、貫通開口部を流動化した樹脂により充填し、
次に、樹脂が充填された開口部上に配線路が位置するように金属層を加工して配線層を形成する
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２０】
請求項１５〜１８のいずれかに記載の回路基板を製造することを特徴とする請求項１９に記載の回路基板の製造方法。
【請求項２１】
請求項４およびそれに従属する請求項のいずれかに記載の絶縁基材の少なくとも一方の側に金属層を配置し、絶縁基材および金属層を一体に熱圧着し、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しない部分上に配線路が位置するように金属層を加工して配線層を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２２】
請求項１５〜１８のいずれかに記載の回路基板を製造することを特徴とする請求項２１に記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維基材（例えば有機繊維基材）に樹脂（例えば有機樹脂）を含浸した絶縁基材、そのような絶縁基材上に形成した配線層を有して成る回路基板、ならびにそのような絶縁基材および回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から回路基板を製造する場合、ガラス繊維またはそのバンドル（束）を網目状に編んだガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸したガラス・エポキシ基材を絶縁基材として用いることが一般的である。そのような回路基板としては、スルーホール基板、ビルドアップ基板等を挙げることができる。このような絶縁基材を用いることによって、回路基板は剛性が強くなるため、電子部品の実装性が優れることになる。
【０００３】
他方、半導体デバイスの集積化・高速化が急激に進行している。従って、これらの半導体デバイスを実装する回路基板にも、高速信号の伝送に対応するための回路設計及び材料開発が行われている。ここで、従来から利用されている絶縁基材（例えばガラス・エポキシ基材）の問題点としては次のようなことが挙げられる：
【０００４】
第一に、ガラスクロスはガラス繊維（またはそのバンドル）を編みこんだものである為、クロスの厚みが微視的に見てクロス全体にわたって一定ではない、即ち、不均一であるという点である。絶縁基材としての厚みがその全体にわたって均一であっても、クロスの厚みがクロス全体にわたって一定ではない、即ち、不均一であるため、樹脂を含浸した絶縁基材の誘電特性（比誘電率や誘電正接）が絶縁基材全体にわたって一定ではなく、不均一になり回路設計が困難になる。言い換えれば、ガラスクロスとエポキシ樹脂の誘電特性が異なるため、クロス厚みの不均一性が、絶縁基材の全体としての誘電特性の不均一性の原因となる。
【０００５】
第二に、ガラスクロスの誘電特性、特に誘電正接が大きいという点である。誘電正接が大きいと、回路基板の信号伝送部における伝送損失が大きくなる為、特に高速信号の伝送が困難となる。
【０００６】
このような問題を克服する為に、従来から用いられているエポキシ樹脂よりも誘電正接が小さいことで知られるビスマレイミド・トリアジン系樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリフェニレンオキサイド（ポリフェニレンエーテル）系樹脂をガラスクロスに含浸した絶縁基材が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、回路基板内に形成される高速信号伝送部は、回路基板内の配線層の一部に過ぎず、絶縁基材全体を上述のような材料に変更する必要が無い場合も多々ある。また、従来から利用されている絶縁基材（例えばガラス・エポキシ基材）を用いた回路基板製造用のインフラも整備されていることから、上述のような他の種類の絶縁基材への変更は必ずしも容易ではない。
【特許文献１】特開２００１−３３９１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明が解決しようとする課題は、従来から使用されている絶縁基材（例えばガラス・エポキシ基材）を用いる場合であっても、高速信号の伝送を困難にすることなく、既存の回路基板製造用のインフラを利用して製造できる回路基板を提供することがである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の要旨において、本発明は、シート状の繊維基材およびそれに含浸された樹脂を有して成る絶縁基材であって、絶縁基材の一部分において、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しないことを特徴とする、即ち、「繊維不存在部分」を有することを特徴とする絶縁基材を提供する。尚、本発明の絶縁基材もシート状形態である。このような本発明の絶縁基材は、絶縁基材の一部分において、繊維基材を構成する繊維が絶縁基材の厚さ方向に存在しないことを除いて、先に説明した一般的に使用されている絶縁基材と同じであってよい。
【００１０】
本発明の絶縁基材において、１つの態様では、繊維不存在部分は、貫通開口部であり、絶縁基材の空隙部を形成する。別の態様では、繊維不存在部分には樹脂のみが存在する。この後者の態様には、前者の態様の絶縁基材が元々存在し、その後、繊維基材に含浸されている樹脂が貫通開口部に充填された結果、実質的に樹脂のみが存在する繊維不存在部分が形成される場合、および絶縁基材が実質的に樹脂のみから成る繊維不存在部分を元々有する場合が含まれる。樹脂のみから成る繊維不存在部分が元々存在する場合、樹脂は、含浸されている樹脂と同じであっても、あるいは異なってもよいが、同じであるのが好ましい。
【００１１】
本発明において、繊維基材とは、繊維で構成された基材であり、全体としてシート形態の基材であり、回路基板の製造に一般的に使用されている絶縁基材を構成する織布（もしくは編物）または不織布であってよい。繊維基材において、繊維が直接繊維基材を構成しても、繊維の束（バンドル）が繊維基材を構成してもよい。繊維は、モノフィラメントであっても、マルチフィラメントであってもよい。本明細書では、「繊維」なる用語は、これらの種々の形態の繊維のいずれか、あるいは任意の適当な組み合わせを意味するものとして使用している。本発明の絶縁基材において、１つの態様では、繊維基材は、例えばガラスクロスで構成されている。
【００１２】
本発明において、樹脂とは、上述の繊維基材を構成する繊維と繊維との間の空間部を充填でき、また、繊維基材の表面を被覆できる樹脂であり、回路基板の製造に一般的に使用されている絶縁基材を構成する繊維基材に含浸される樹脂として使用されているものを本発明の絶縁基材において使用できる。尚、この樹脂は、貫通開口部も充填する。具体的には、樹脂は、有機樹脂（例えばエポキシ樹脂）であっても、あるいは無機樹脂（例えばケイ素樹脂）であってもよく、また、硬化性樹脂、特に熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）であっても、あるいは熱可塑性樹脂（例えばポリエステル樹脂）であってもよい。
【００１３】
絶縁基材の「繊維不存在部分」とは、絶縁基材の所定の一部分において厚さ方向の全体にわたって意図的に繊維が存在しないように構成された、絶縁基材の一部分を意味する。そのような部分は、上述のように、空隙部として存在しても、あるいは樹脂のみが存在してもよい。前者の場合、そのような部分は、絶縁基材の貫通開口部と呼ぶこともでき、後者の場合、そのような部分は、樹脂が充填された状態にある、絶縁基材の貫通開口部と呼ぶこともできる。
【００１４】
尚、繊維基材を製造するに際して、繊維基材を構成する繊維を規則的（例えば織布または編物の製造時）または不規則的（例えば不織布の製造時）に配列して繊維基材を製造する時に繊維が不可避的に相互に離隔することによって形成される空間部（例えば、織布において生じる織目また編目の部分、不織布における繊維と繊維との間の目開き部）によって絶縁基材にもたらされる「繊維不存在部分」とも言い得る部分は、本発明の絶縁基材の「繊維不存在部分」には含まれない。本発明の絶縁基材において、「繊維不存在部分」の形状は、特に限定されるものではなく、絶縁基材の厚さ方向に垂直な、「繊維不存在部分」の断面またはシート状の絶縁基材を上方から眺めた場合の「繊維不存在部分」の形状は、円形、楕円形、矩形（正方形、細長いストリップ状の形を含む）、他の多角形等のいずれの適当な形状であってもよい。
【００１５】
尚、上述の厚さ方向に垂直な断面は厚さ方向に沿って実質的に一定であっても、あるいは変化してもよいが、通常一定である。従って、「繊維不存在部分」の形状は、例えば筒状または円錐台状であるが、楕円筒状または角筒状であってもよい。円筒状または円錐台状である場合、後述のように貫通開口部を形成するに際して回路基板製造用のインフラとして一般的に整備されているレーザー加工等を利用できるので好都合である。円筒または円錐台状部分の内径（詳しくは、絶縁基材の厚さ方向に垂直な断面の内径）は、例えば１０μｍ〜１０ｍｍの範囲にある。
【００１６】
本発明の絶縁基材において、上述のような貫通開口部は次のようにして形成できる：最初に、原材料となるシート状繊維基材（繊維が不可避的に相互に離隔することによって形成される空間部のみを有し、意図的に形成した空隙部を有さないもの、例えば通常の織布、不織布等）を準備し、その基材全体にわたって樹脂を含浸し、その後、樹脂を含浸した繊維基材において、貫通開口部を形成すべき部分を物理的（または機械的）に除去して貫通開口部としての空隙部を形成する。即ち、これが、貫通開口部を有する絶縁基材の製造方法である。
【００１７】
このように樹脂を含浸する場合、樹脂は、繊維基材を構成する繊維（またはそのバンドル）の間の空間部を充填するだけではなく、繊維基材の表面をも被覆してもよい。通常、樹脂は、繊維間の空間部を充填するだけでなく、繊維基材の表面をも被覆して、所定の厚さの樹脂層を繊維基材上に形成している。本明細書では、このように樹脂によって充填および被覆することを簡単のため「含浸」と呼ぶ。
【００１８】
別の態様では、上述のような貫通開口部は次のようにして形成できる：最初に、原材料となるシート状繊維基材を準備し、絶縁基材の貫通開口部を形成すべき部分に対応して開口部（繊維基材を貫通している）を繊維基材に形成する。そして、その基材に樹脂を含浸する時に、繊維基材を全体として樹脂で含浸する場合であっても開口部には樹脂が充填されないように、繊維基材を全体として樹脂によって上述のように含浸し、その結果、得られる絶縁基材においては、繊維間の空間部に樹脂が充填されているが、繊維基材の開口部は樹脂によって充填さていない（例えば多少充填されていても、完全には充填されていない）状態となるようにする。即ち、繊維不存在部分が貫通開口部としての空隙部である状態となるように含浸を実施する。これが、貫通開口部を有する絶縁基材の別の製造方法である。このように貫通開口部を形成するためには、例えば、シート状繊維基材に予め形成する開口部を、貫通開口部より大きい寸法とすればよい。
【００１９】
樹脂のみでできた「繊維不存在部分」が絶縁基材に元々含まれている本発明の絶縁基材は、次のようにして製造できる：最初に、原材料となるシート状繊維基材を準備し、絶縁基材の貫通開口部を形成すべき部分に対応して開口部を繊維基材に形成する。そして、その繊維基材に樹脂を含浸する時に、繊維基材を全体として樹脂で含浸すると共に開口部にも樹脂が充填されるように、繊維基材を樹脂によって含浸し、その結果、得られる絶縁基材においては、貫通開口部が樹脂によって充填さている状態となるようにする。即ち、これが、樹脂のみでできた「繊維不存在部分」が絶縁基材に元々含まれている本発明の絶縁基材の製造方法である。このように「繊維不存在部分」を形成するには、シート状繊維基材に予め形成する開口部を過度に大きくならないように留意する必要がある。
【００２０】
上述の貫通開口部を有する絶縁基材の貫通開口部に樹脂を充填して樹脂のみでできた「繊維不存在部分」を有する絶縁基材は、次のようにして得ることができる：貫通開口部を有する絶縁基材を加熱すると共に、その両面から圧力を作用させると、加熱によって流動化した樹脂を貫通開口部に流し込んで貫通開口部を充填する。このようにすると、繊維不存在部分が樹脂のみから形成された絶縁基材が得られる。
【００２１】
尚、このような加熱・加圧に際して、絶縁基材の片側、好ましくは両側に所定の配線層またはその前駆体（例えば金属箔）を配置して絶縁基材と一緒に加熱・加圧すると、貫通開口部を充填すると共に、配線層またはその前駆体を絶縁基材に一体に圧着できる。この場合、配線層が圧着される場合には、配線層を有する絶縁基材、即ち、回路基板が得られる。また、配線層の前駆体が圧着される場合には、前駆体を所定の配線層に加工することによって回路基板が得られる。尚、加熱・加圧に際して、絶縁基材には、その両側に配置される配線層を電気的に接続する手段、例えばメッキスルーホール、導電性ペーストを充填したビアホール等を予め形成しておいてよく、配線層を所望のように接続することができる。
【００２２】
本発明の絶縁基材を用いて回路基板を製造できる。その場合、後述するように「繊維不存在部分」の樹脂に接して配線路が配線層の一部として形成される、即ち、「繊維不存在部分」の上に配線路が形成される。この場合、配線路に接する、「繊維不存在部分」の寸法は、配線路の幅と同じであるか、それより大きいのが特に好ましい。即ち、「繊維不存在部分」およびその上の配線路をこれらの上方から見た場合、配線路の幅が「繊維不存在部分」内に（図４（ｂ）の下の３つの円参照）納まっているか、「繊維不存在部分」が配線路の幅からはみ出るようになっている（図４（ｂ）の最上の円参照）のが好ましい。
【００２３】
具体的には、円形の「繊維不存在部分」上に配線路が存在する場合、円の直径は、配線路の幅の少なくとも１倍、通常１倍〜１．５倍であり、好ましくは例えば１．２倍、より好ましくは例えば１．５倍である。別の態様では、細長いストリップ状の「繊維不存在部分」を絶縁基材が有する場合、配線路がストリップの幅の内側で延在できるような寸法を有する「繊維不存在部分」とする。具体的にはストリップの幅は、配線路の幅の少なくとも１倍、通常１倍〜１．５倍であり、好ましくは例えば１．２倍、より好ましくは例えば１．５倍である。
【００２４】
このような本発明の絶縁基材を用いてその少なくとも一方、好ましくは両側に所定の配線層を形成して種々の所望の回路基板を製造することができる。その場合、配線路、例えば高速信号を伝送する配線路の少なくとも一部分が、絶縁基材の樹脂で形成された繊維不存在部分または貫通開口部に樹脂が充填されて形成された繊維不存在部分の上を通過するように、配線層を形成する場合、そのような配線路の下方には樹脂のみが存在する部分が位置する結果、繊維不存在部分では誘電特性のばらつきがなくなるので、誘電特性に影響されるそのような配線路の電気的特性を容易に予測または把握できる。従って、本発明の絶縁基材を使用すると、回路設計が容易になる。
【００２５】
上述の本発明の絶縁基材において、１つの態様では、繊維基材を構成する繊維の比誘電率は、繊維基材に含浸する樹脂のそれより小さい。本発明の絶縁基材において繊維不存在部分の誘電特性が均一になるので、この場合、絶縁基材と配線層によりコンデンサを形成した際に、絶縁基材の誘電率が均一になる為、形成したコンデンサの容量ばらつきは小さくなる。従って回路設計が容易になるという効果がある。
【００２６】
上述の本発明の絶縁基材において、他の１つの態様では、繊維基材を構成する繊維の比誘電率は、繊維基材に含浸する樹脂のそれより大きい。本発明の絶縁基材において繊維不存在部分の誘電特性が均一になるが、この態様では、比誘電率が大きい為、繊維不存在部分上を通過する配線路の幅を狭くすることが可能になり、回路基板の小型化に有効である。また、繊維不存在部分の両側に電極として機能する配線路を形成して回路基板内にコンデンサ回路を形成する場合は、比誘電率が均一になり、かつ、コンデンサ容量が大きくすることができるので、効果的である。
【００２７】
上述の本発明の絶縁基材において、別の態様では、繊維基材を構成する繊維の誘電正接は、繊維基材に含浸する樹脂のそれより小さい。本発明の絶縁基材において繊維不存在部分の誘電特性が均一になるが、この態様では、繊維不存在部分の上に配線路を形成すると、配線路での伝送損失を小さくできるという効果がある。
【００２８】
上述の本発明の絶縁基材において、更に別の態様では、繊維基材を構成する繊維の誘電正接は、繊維基材に含浸する樹脂のそれより大きい。本発明の絶縁基材において繊維不存在部分の誘電特性が均一になるので、この場合、配線を伝送する信号の伝送損失は、誘電正接の小さい樹脂材料の誘電正接にのみ影響される為、絶対値も小さく、ばらつきも小さくなるという効果がある。
【００２９】
第２の要旨において、本発明は、上述の本発明の絶縁基材の製造方法を提供し、その方法は、繊維基材に穴加工して開口部を形成する工程と、繊維基材に樹脂、好ましくは硬化性樹脂を含浸させることを特徴とする。樹脂が硬化性樹脂の場合には、その後、必要に応じて樹脂を半硬化状態に硬化させてよい。このような含浸において、樹脂は、繊維基材の開口部を充填しても、あるいはしなくてもよい。前者の場合には、絶縁基材は樹脂のみでできた繊維不存在部分を元々有することになり、後者の場合には、絶縁基材は貫通開口部としての繊維不存在部分を有する。従って、繊維基材に形成する開口部は、絶縁基材の繊維不存在部分に対応するものである。このような製造方法において、上述の絶縁基材の好ましい態様の特徴を採用でき、上述の種々の本発明の絶縁基材を製造することができる。
【００３０】
更に別の要旨において、本発明は、上述の本発明の種々の絶縁基材を用いて製造される回路基板を提供する。そのような回路基板は、例えば、絶縁基材の両側に配線層を有する両面回路基板であり、配線層を形成する配線層の所定の配線路が繊維不存在部分に接してその上方を通過する。このような回路基板の効果に関しては、上述した絶縁基材の説明が当て嵌まる。本発明の回路基板の１つの態様において、配線層は信号線（即ち、信号を伝送する配線路）としての配線路を有して成り、信号線は、その少なくとも一部分が繊維不存在部分の上方に配置される。このような信号線は、好ましい態様では、伝送する伝送周波数が１ＧＨｚ以上の周波数領域の信号を伝送する。
【００３１】
もう１つの要旨において、本発明は、上述の本発明の回路基板の製造方法を提供し、その方法では、繊維基材に樹脂が含浸され、穴加工して所定の貫通開口部を形成した本発明の絶縁基材の両側に金属層を配置し、その後、これらを一体に熱圧着するのと同時に樹脂を流動化させて貫通開口部に樹脂を充填し、その後、樹脂を固化させることを含む。その後、いずれかの適当な方法によって、金属層を所定の配線層に形成して両面回路基板を得る。尚、配線層を構成する配線路の少なくとも一部分は、繊維不存在部分の上方を通過する。この方法において、絶縁基材は、半硬化状態の熱硬化性樹脂を含むのが好ましく、熱圧着によって、樹脂を充填し、その後、硬化させるのが好ましい。
【００３２】
更にもう１つの要旨において、本発明は、上述の本発明の回路基板の別の製造方法を提供し、その方法では、繊維基材に穴加工して所定の開口部を形成し、その後、繊維基材に樹脂を含浸させると共に開口部に樹脂を充填した本発明の絶縁基材を得、その後、絶縁基材の両側に金属層を配置し、次に、絶縁基材および金属層を一体に熱圧着した後、樹脂を固化することを特徴とする。尚、絶縁基材を得た後、樹脂を半硬化状態にしてから金属層を配置してもよい。その後、いずれかの適当な方法によって、金属層を所定の配線層に形成する。尚、配線層を構成する配線路の少なくとも一部分は、繊維不存在部分の上方を通過する。
【００３３】
更に別の要旨では、本発明は、上述の本発明の絶縁基材、その絶縁基材の一方の側に配置された、配線路、例えば信号伝送配線路を有する配線層および他方の側に配置された、接地ラインを有する配線路を有して成る誘電体フィルタを提供し、配線路、例えば信号伝送配線路は、均一幅を有し、また、複数の繊維不存在部分の上を通過し、接地ラインは繊維不存在部分を介して配線路に対向する部分を有する。絶縁基材において、複数存在する繊維不存在部分同士の間には、樹脂に加えて繊維が存在する部分、即ち、繊維存在部分が位置する。
【００３４】
複数の繊維不存在部分を有する本発明の絶縁基材を用いた場合、同一配線路下で繊維存在部分と繊維不存在部分とが混在することになるが、これらの比誘電率は異なり、その結果、これらの部分の間でインピーダンスの不整合が発生する。従って、このように不整合を生じさせる構造を規則的に形成することによって、即ち、均一幅の配線路の下方において繊維存在部分と繊維不存在部分とを交互に、好ましくは規則的に配置することによって、配線路が誘電体フィルタとして機能できる。
【００３５】
通常、誘電体フィルタは配線形状等の回路設計で作製するが、本発明の誘電体フィルタは均一の配線幅のみで形成できるため、非常に省スペースでかつ簡便に誘電体フィルタを作製することができる。
【００３６】
上述の本発明の回路基板の１つの態様において、上述の誘電体フィルタが回路基板内に形成されている、即ち、回路基板内に誘電体フィルタが内蔵されている。
【発明の効果】
【００３７】
以上、説明したように、本発明によると、高周波領域において回路設計が容易な絶縁基材及び回路基板を提供することが可能になる。またこのような絶縁基材を用いると複雑な回路設計が不要な誘電体フィルタ及び誘電体フィルタ機能を内蔵した回路基板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明することによって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
【００３９】
（実施の形態１）
図１（ａ）に、本発明の実施の形態１に関わる回路基板１００の断面図を模式的に示す。比較のため、図１（ｂ）に、従来の回路基板１００’の一例の断面図を模式的に示す。これらの回路基板（１００および１００’）は、どちらも繊維基材１０２に樹脂１０１が含浸されて形成された絶縁基材（１１０および１１０’）上に配線層１および２を形成した形で構成されている。尚、図１（ａ）の回路基板において、絶縁基材１１０は、貫通開口部１０４を有し、その部分に樹脂１０１が充填されて形成された繊維不存在部分を有する、あるいは樹脂のみでできている繊維不存在部分１０４を元々有する。
【００４０】
図示した形態において、いずれの回路基板も、例えば信号線としての配線路１を有する配線層および例えば接地線としての配線路２を有する配線層を有して成る。信号線１および接地線２を有する場合、配線層はマイクロストリップライン線路と呼ばれる信号線を構成していることになる。このような構成の回路基板において、マイクロストリップライン線路を通って電気信号が伝送される場合、その伝送損失は、絶縁基材の信号線１と接地線２との間の部分、即ち、配線路１の下方に位置する、絶縁基材の部分の誘電特性（特に誘電正接値：tanδと呼ばれる）に影響される。
【００４１】
ここで、双方の回路基板の間で異なる点は、本発明の実施の形態１に関わる図１（ａ）の回路基板１００では、信号線１直下の絶縁基材の部分には繊維基材が存在しない部分、即ち、繊維不存在部分が存することにある。言い換えれば、図１（ａ）の回路基板において、配線路１と配線路２とで挟まれる、絶縁基材の部分１０４は、樹脂１０２のみで構成され、他方、図１（ｂ）の回路基板において、配線路１と配線路２とで挟まれる、絶縁基材の部分は他の部分と同様に、繊維基材とそれに含浸された樹脂１０１の複合材料で構成される。
【００４２】
その結果、図１（ａ）の回路基板の場合、伝送損失は樹脂１０１のみの誘電特性に影響されるのに対し、図１（ｂ）の回路基板の場合、繊維基材と樹脂の複合材としての誘電特性に影響される。今、図１（ｂ）で示すように、繊維基材の厚みが均質でない、即ち、繊維基材の厚みはその位置に応じて異なる（即ち、ミクロ的に見ると、繊維基材の厚さは、その広がり面にわたって一様ではなく、例えば織布または編物の場合は周期的に異なる）ため、配線路１の下方に位置する絶縁基材の部分の誘電特性がばらつくことになり、伝送損失の度合いを推定することが容易でなく、回路設計が非常に困難になり、例えば、信号線の配線幅の設定が困難になる。
【００４３】
しかしながら、本発明の回路基板の場合は、信号線１と接地線２とで挟まれる絶縁基材部分が樹脂単体で形成されている為、従来の回路基板の場合と異なり誘電特性のばらつきが生じることがなく、回路設計が容易となる。
【００４４】
繊維基材に用いる繊維としては、有機繊維、無機繊維等のいずれの繊維であってもよく、例えばアラミド繊維、ガラス繊維、液晶ポリマー繊維、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）繊維等を例示できる。これらの繊維を用いて構成される基材は、これらの繊維をそのままで、あるいはバンドル（束）の形態で用いて構成された織布（もしくは編物）または不織布の形態であるのが好ましい。特に径が大きい繊維またはその束を使用する場合、例えばガラス繊維を用いる場合、本発明の効果が特に大きい。具体的には、アラミド繊維、ガラス繊維等の織布及び不織布、液晶ポリマー不織布、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）織布および不織布等を例示できる。
【００４５】
繊維基材に含浸する樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のような硬化性樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンオキサイド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂及びポリエーテルエーテルケトン系樹脂、これらの樹脂に所望の特性を付与するために変性した樹脂等の公知の熱可塑性樹脂を例示できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、ナフタレン系樹脂、ユリア樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ケイ素樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、これらの樹脂に所望の特性を付与するために変性した樹脂等の公知の熱硬化性樹脂を例示できる。更に、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂内から所定の特性を有するように選択された複数の樹脂を組み合わせて使用することもできる。
【００４６】
絶縁基材に設ける配線層としては任意の金属を用いて形成することができるが、特に銅や銀等が好適である。配線層の形成は、回路基板の製造に常套のいずれの適当な方法で実施してもよく、例えば、絶縁基材の表面に金属の箔を貼り付け、その後、所定の配線層を形成するように金属箔をエッチング処理することによって実施してよい。尚、絶縁層の両側の配線層間を電気的に接続したい場合は、例えば、従来の回路基板で行われているように導電性ペーストやめっきスルーホール等で電気接続をすることができる。
【００４７】
上述のような図１（ａ）の回路基板１００は、１層の絶縁基材とその両側の配線層で構成される両面回路基板としての回路基板である。このような回路基板１００を、他の回路基板（本発明の他の回路基板であってもよい）、絶縁基板（本発明の絶縁基板であってよい）および／または配線層（もしくはその前駆体）を所定のように組み合わせて、多層回路基板を形成することができる。即ち、本発明の両面回路基板は、多層回路基板の一部分を構成できる。
【００４８】
次に、図１（ａ）に示した回路基板の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）に、図１（ａ）に示した回路基板の製造方法を工程別に模式的に示した製造工程断面図を示す。
【００４９】
まず、図２（ａ）に示したように、繊維基材２０２に樹脂２０１が含浸された絶縁基材２Ａを用意する。次に、図２（ｂ）に示したように、絶縁基材の所望の位置に所定の寸法の貫通開口部２０３を形成して、空隙部としての貫通開口部２０３を有する、本発明の絶縁基材２Ｂを得る。この絶縁基材では、貫通開口部が繊維不存在部分である。貫通貫通部の形成には、いずれの適当な常套の方法を用いてもよい。例えば、ドリル加工、パンチ加工等の機械加工、レーザー加工等の熱加工を用いることができる。
【００５０】
次に、図２（ｃ）に示したように、絶縁基材２Ｂの両側に金属箔２０４を積層し、熱プレス等で、金属箔と絶縁基材を一体に熱圧着する。絶縁基材を構成する繊維基材および樹脂に応じて熱プレス時の加熱（温度）条件、圧力条件を適宜設定することによって、熱圧着の間に絶縁基材を構成する樹脂を溶融させて貫通開口部内に流入させて充填して、樹脂のみでできた繊維不存在部分を形成することができる。その後、図２（ｄ）に示したように、絶縁基材の両側にある金属箔２０４を、エッチング等を用いてそれぞれが配線路１および２を有する所望の配線層の形状にすれば、図１（ａ）に示した両面回路基板２Ｄを得ることができる。
【００５１】
尚、図２（ｅ）に示したように、図２（ｄ）の両面回路基板２Ｄ、図２（ｂ）と同様に貫通開口部を形成した絶縁基材２Ｂおよび貫通開口部を形成していない絶縁基材２Ａ及び金属箔２０４’を積層して熱圧着し、その後、金属箔２０４’を加工することによって、多層回路基板を製造することもできる。
【００５２】
尚、図２（ｃ）に示した熱圧着工程において、絶縁基材に含浸された樹脂の熱圧着時の流動性が十分ではなく、その結果、貫通開口部２０３内に充分に樹脂が流入しない熱圧着条件を選択する場合は、以下のような製造方法で同様の回路基板を製造することができる。即ち、図３に、実施の形態１に関わる回路基板の別の製造方法を工程別に模式的に示した製造工程断面図を示す。
【００５３】
まず、図３（ａ）に示したように繊維基材３０１を用意する。次に、図３（ｂ）に示したように繊維基材３０１の所望の位置に開口部３０２を形成する。開口部３０２の形成には上記した回路基板の製造方法の場合と同様に、例えばドリル加工、パンチ加工等の機械加工、レーザー加工等の熱加工を用いることができる。
【００５４】
次に、図３（ｃ）で示したように開口部３０２を形成した繊維基材３０１に樹脂３０３を含浸すると共に、開口部３０２に樹脂を充填して絶縁基材３Ｃを得る。この含浸および充填の工程は、繊維基材に樹脂を含浸させて絶縁基材を製造する常套の方法で実施してよい。例えば、穴加工した繊維基材を樹脂樹脂中に浸漬し、その後この繊維基材を乾燥して半硬化状態にすることによって実施できる。従って、開口部３０２は、樹脂のみが充填され、繊維不存在部分となり、本発明の絶縁基材が得られる。
【００５５】
次に、図３（ｄ）に示したように、絶縁基材３Ｃの両側に金属箔３０４を積層し、熱プレス等で、金属箔と絶縁基材を熱圧着する。この際の加熱（温度）条件、圧力条件には、金属箔と絶縁基材が接着し、絶縁基材が硬化する条件を適宜設定すればよい。この条件の設定に際しては、樹脂の流動化を考慮する必要はない。その後、図３（ｅ）に示したように、絶縁基材の両側にある金属箔を、エッチング等を用いて所望の配線形状にすれば、図１（ａ）に示した両面回路基板を製造することができる。図３（ｄ）および（ｅ）に示す工程は、空隙である貫通開口部２０３の形態の繊維不存在部分の代わりに、樹脂でできた繊維不存在部分３０２が存在することを除いて、図２（ｃ）および（ｄ）に示す工程と実質的に同様に実施できる。
【００５６】
（実施の形態２）
図４（ａ）および（ｂ）に、それぞれ本発明の実施の形態２に関わる回路基板４００の断面図及び回路基板を上から見た図を模式的に示す。尚、簡単のため、樹脂は図示していない。図４（ａ）で示した回路基板は、図１（ａ）で示した本発明の実施の形態１で示した回路基板と同様の構成となっている。尚、図４（ａ）は、図４（ｂ）の一部分を模式的に示している。図４（ｂ）から明らかなように、図示した円筒状の繊維不存在部分４０４の断面円の直径は、一番上のものは、配線路４０３の幅より大きく、他の３つについては直径に実質的に等しい。
【００５７】
この回路基板４００は、図４（ｂ）で示したように、均一幅の配線路４０３が接着している絶縁基材４１０が、樹脂４０１のみで構成され、繊維基材４０２が存在しない部分（即ち、繊維不存在部分）４０４が複数個（図４（ｂ）では、４つ）離隔して存在していることを特徴としている。尚、図４（ｂ）は、図４（ａ）の回路基板４００を上から見た様子を示し、配線路４０３の下方に存在する円筒状の繊維不存在部分４０４を破線で囲み、パターンを変えて示す。容易に理解できるように、配線路４０３の下方で繊維存在部分と繊維不存在部分とが交互に存在する。
【００５８】
実施の形態１でも説明したように、樹脂および繊維基材が存在する、絶縁基材の部分（即ち、図４（ｂ）中、配線路Ｂ部分の下方の絶縁基材部分）の比誘電率は、樹脂と繊維の複合材としての比誘電率となる。他方、繊維が存在せず、樹脂のみで構成された、絶縁基材の部分（即ち、図４（ｂ）中、配線路Ａ部分の下方に位置する繊維不存在部分）４０４の比誘電率は樹脂単体の比誘電率となる。従って、配線Ａ部分と配線Ｂ部分との間ではインピーダンスの不整合が起こる。
【００５９】
図４（ｂ）に示すように、均一幅の配線路において、繊維不存在部分上の配線路Ａ部分と繊維存在部分上の配線路Ｂ部分を適宜配置することによって、配線層の回路設計をすることなく、配線層において均一幅の配線路が誘電体フィルタの役割を果たすことができる。この際、絶縁基材を構成する繊維基材と樹脂との間の比誘電率差が大きければ大きい程その効果は大きい。
【００６０】
また、上記したような誘電体フィルタを構成するように配線層を形成して実施の形態１で示した両面回路基板または多層回路基板内に製造すれば、誘電体フィルタ機能を内蔵した回路基板を作製することが可能である。即ち、絶縁基材の両側に配線層を形成すると共に、相互に離隔した複数の繊維不存在部分を設けて、これらの繊維不存在部分に接着してこれらの上方を通過する配線路を、一方の側に形成した配線層が有するように形成することにより、誘電フィルタ機能を内蔵した両面回路基板を製造できる。また、そのような両面回路基板を両面回路基板２Ｄの代わりに用いて、図２（ｅ）を参照して説明した場合と同様にして、誘電フィルタ機能を内蔵した多層回路基板を製造することができる。
【実施例】
【００６１】
（実施例１）
図１（ａ）または図２（ｄ）に示した回路基板１００または２Ｄを製造した。絶縁基材１１０としては、ガラスクロス２０２（ガラス繊維を網目状に編み込んだ織布、ガラス繊維の誘電正接５×１０−３＠２．５ＧＨｚ）にポリフェニレンエーテル樹脂２０１（誘電正接０．７×１０−３＠２．５ＧＨｚ）を含浸したもの（利昌工業社製  ＥＳ３３１７Ｂ、公称厚み１００μｍ）を用いた。また、金属箔２０４として電解銅箔（古河サーキットフォイル製、厚み１２μｍ）を用いた。
【００６２】
まず、用意した絶縁基材をドリル加工して直径３００μｍの円筒状の貫通孔を貫通開口部２０３として、円の中心間の距離を４５０μｍとして複数個形成した。なお貫通開口部の個数、大きさ、中心間距離等は使用するの周波数や基板の材料・厚み等に応じて適切な数値が決められる。次に、絶縁基材１１０の両側に銅箔を積層し、２２０℃の温度で１時間、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で熱プレスしてこれらを一体に圧着すると共に、貫通孔に樹脂を充填して繊維不存在部分を形成した。このようにしてできた積層体において、配線幅２００μｍ、配線長２０ｃｍとなるマイクロストリップライン線路が形成した繊維不存在部分の上方に位置するように、エッチング法によって銅箔を加工した。このようにして製造した回路基板を回路基板Ａと呼ぶ。
【００６３】
比較のため、実施例において貫通孔を形成せずに同様の製造工程にて回路基板を形成した。このようにして製造した回路基板は、図１（ｂ）に対応するものであり、この回路基板を回路基板Ｂと呼ぶ。
【００６４】
上記２種類の回路基板ＡおよびＢ（それぞれ試験数１０）の伝送特性評価として、５００ＭＨｚ、１ＧＨｚ、５ＧＨｚの各周波数において、マイクロストリップラインの通過特性をネットワークアナライザ（ヒューレットパッカード社製、８７２０ＥＳ）で計測した。その結果を、表１に示す。表には測定結果（試験数１０に対しての平均値、最大値、最小値及びばらつきの指標として標準偏差の３倍値：３σ）を示す。単位は全てｄＢである。
【００６５】
【表１】
2005135939.tif 000003
【００６６】
表１から理解できるように、図１（ａ）で示した本発明の回路基板と図１（ｂ）で示した従来の回路基板を比較すると、本発明の回路基板では、ばらつき３σ値が小さいことがわかる。更に、実施例では繊維基材に含浸する樹脂として誘電正接がガラスクロスより小さいものを用いた為、伝送損失の度合い（表中の平均値）も小さいこともわかる。また、このように本発明の効果は高周波領域になるにつれてより顕著なものとなることもわかる。
【００６７】
（実施例２）
図４（ｂ）に示す誘電体フィルタを製造した。絶縁基材４１０を構成する繊維基材として厚み１００μｍのＥガラスクロス４０２（比誘電率：７．３＠１ＭＨｚ）に、樹脂４０１としてのポリフェニレンエーテル（比誘電率：２．８＠１ＭＨｚ）を含浸し、半硬化状態に硬化たもの（松下電工製、メグトロン５、公称厚み１００μｍ）を用意した。
【００６８】
この絶縁基材４１０にＣＯ２レーザーを用いて直径２００μｍの円筒状の貫通孔を複数形成した。次に、この絶縁基材の両側から電解銅箔（古河サーキットフォイル社製、厚み１２μｍ）を積層し、２２０℃の温度で１時間、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で熱プレスしたてこれらを圧着すると共に、貫通孔を樹脂により充填して繊維不存在部分４０３を形成した。その後、熱プレスして得られた積層体の銅箔をエッチング法にて加工して、繊維不存在部分上を通過する配線路を含む所望の形状に配線層を形成して誘電体フィルタを含む両面回路基板を製造した。
【００６９】
この際、誘電体フィルタ部の配線幅は２００μｍ、配線長は６０ｍｍであり、配線直下の絶縁基材に形成した上記貫通孔の面積割合が５０％になるように等間隔に貫通孔を配置した。
【００７０】
図５に貫通孔の配置図を模式的に示す。図５（ａ）は誘電体フィルタを構成する配線路の全体を示し、斜線部５０２は、樹脂が充填された貫通孔（即ち、繊維不存在）５０１を等間隔に配置した部分（貫通孔密集部分）であり、その部分を拡大した様子を模式的に図５（ｂ）に示している。尚、図５（ｂ）では、貫通孔密集部分５０２の貫通孔を５個のみ例示的に示している。
【００７１】
この誘電体フィルタの通過特性を測定した。その結果を、図６に示す。図６のグラフ（縦軸（単位ｄＢ）：遮断レベル、横軸（単位ＧＨｚ）：周波数）から明らかなように、誘電体フィルタは６．０〜８．０ＧＨｚの周波数範囲で２０ｄＢ以上の遮断レベルを実現するフィルタ特性を有していることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の絶縁基材は、繊維不存在部分を有するので、その部分において誘電特性が均一となるので、高周波領域の信号を伝送する伝送路を有する回路基板の製造に有用である。また、繊維不存在部分を複数形成し、その上に配線路を形成することによって、誘電体フィルタを内蔵した回路基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に関わる回路基板の模式的断面図であり、図１（ｂ）は、従来の回路基板の断面図の模式的断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に関わる回路基板の製造方法を工程別に模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に関わる回路基板の別の製造方法を工程別に模式的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施の形態２に関わる誘電体フィルタの模式的断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態２に関わる誘電体フィルタを下から見た様子を模式的に示す図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例２において製造した誘電体フィルタの全体図であり、図５（ｂ）は、その誘電体フィルタの貫通孔密集部分における貫通孔の配置の様子を模式的に示す図である。
【図６】図６は、実施例２において製造した誘電体フィルタの通過特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
２Ａ…絶縁基材、２Ｂ…貫通開口部としての繊維不存在部分を有する絶縁基材、
２Ｄ…回路基板、３Ｃ…樹脂でできた繊維不存在部分を有する絶縁基材、
１００…回路基板、１０１…樹脂、１０２…繊維基材、１０３…配線層、
１０４…繊維不存在部分、１１０…絶縁基材、２０１…樹脂、２０２…繊維基材、
２０３…貫通開口部、２０４…金属箔、３０１…繊維基材、３０２…開口部、
３０３…樹脂、３０４…金属箔、４００…回路基板、４０１…樹脂、４０２…繊維基材、４０３…配線路、４０４…繊維不存在部分、５０１…繊維不存在部分、
５０２…貫通孔密集部分。
【図１】
2005135939.tif 000004
【図２】
2005135939.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005135939.tif 000008
【図６】
2005135939.tif 000009